Por qué los hilos merecen su propio pase de diseño
Los agujeros roscados parecen simples en un modelo, pero causan una gran cantidad de preguntas durante la cita. La profundidad, la clase de rosca, el tamaño del taladro de rosca y la forma en que el orificio termina en la parte inferior afectan el costo, la resistencia y si la pieza se puede fabricar. Esta guía analiza esas opciones en el orden en que un diseñador suele cumplirlas.
Paso 1: elige el estándar y el tamaño del hilo
La mayoría de las piezas mecanizadas utilizan roscas gruesas métricas ISO, como M3, M4, M5, M6 y M8, o roscas unificadas en diseños basados en pulgadas, como 4-40, 6-32, 8-32, 10-32 y 1/4-20. Cíñase a los tamaños comunes. Los grifos y medidores estándar están siempre disponibles, mientras que los tamaños impares o los pasos finos pueden necesitar herramientas especiales y un tiempo de entrega más largo.
Las roscas de paso fino, por ejemplo M8 x 1 en lugar de M8 x 1,25, tienen su lugar: paredes delgadas, ajuste fino o resistencia a la vibración. En la mayoría de los casos, los hilos gruesos son más rápidos de cortar, más tolerantes a los materiales blandos y menos propensos a cruzarse.
Paso 2: decide qué tan profundo debe ser el hilo
La fuerza de la rosca proviene de la longitud de acoplamiento, pero después de un punto la profundidad adicional no añade nada. Una regla práctica:
| Material de la pieza roscada | Participación útil típica |
|---|---|
| Acero y acero inoxidable | ~1 a 1.5 × diámetro nominal |
| Aleaciones de aluminio | ~ 1,5 a 2 × diámetro nominal |
| Latón y bronce | ~ 1,5 × diámetro nominal |
| Plásticos | ~2 × diámetro nominal, o use un inserto |
Con un acoplamiento de aproximadamente 1,5 diámetros en acero, el perno generalmente se rompe antes de las tiras de rosca, que es el modo de falla preferido. Los hilos más profundos tardan más en cortarse, aumentan el riesgo de rotura del grifo y rara vez ayudan. Una profundidad de rosca de 3 diámetros es una señal de advertencia que debe revisarse.
Paso 3: diseñar el fondo de un agujero ciego
En un agujero ciego, el grifo no puede cortar la rosca completa hasta el fondo. Los grifos estándar tienen un cable cónico de algunas roscas, y el orificio perforado debe ser más profundo que la rosca completa para que las virutas y el extremo del grifo tengan espacio.
Profundidad de rosca versus profundidad de perforación
Llame a la profundidad de rosca completa que necesita y deje que el taladro sea más profundo. Una tolerancia común es aproximadamente de 3 a 5 pasos de rosca más allá de la rosca completa, dependiendo del tipo de grifo. Si el espacio de dibujo lo permite, muestre ambas profundidades.
Punto de perforación
Los agujeros perforados terminan en un cono, típicamente 118° o 135°. No dimensione la profundidad del orificio hasta la punta del cono; dimensione la profundidad total del diámetro.
Orificios de fondo plano
Si realmente se necesita un fondo plano, dígalo. Necesita una operación adicional y limita lo cerca que puede correr el hilo hasta el fondo.
Paso 4: perforar el grifo y el porcentaje de rosca
El taladro del grifo determina qué parte de la forma de la rosca se corta. El hilo 100% completo es difícil de tocar y apenas es más fuerte que aproximadamente el 75%. Los talleres normalmente eligen tamaños de perforación que dan alrededor del 65–75% de rosca en metales, lo que equilibra la resistencia con la vida útil del grifo. Por lo general, no es necesario especificar el taladro para grifos; especifique la rosca y la clase, y el taller seleccionará el taladro.
Paso 5: clase y ajuste de la rosca
Para roscas métricas, 6H para roscas internas y 6g para roscas externas son las clases normales de ajuste medio. Para los hilos unificados, 2B y 2A son las clases comunes. Las clases más estrictas, como 4H o 3B, necesitan calibres especiales y más esfuerzo de inspección. Úselos solo cuando la función lo exija.
Las roscas se inspeccionan normalmente con enchufes go y no go. El go gauge debe introducir la longitud completa; el no-go no debe introducir más de una pequeña cantidad. Si las roscas deben medirse después del recubrimiento, dígalo.
Paso 6: piensa en el método de corte
Cortar machete
El método clásico. Produce virutas y trabaja en casi cualquier material.
Tapping de formularios
Desplaza el material en lugar de cortarlo, creando un hilo más fuerte sin astillas, pero solo en materiales dúctiles como el aluminio y el acero dulce. Requiere un agujero piloto ligeramente más grande.
Fresado de roscas
Un cortador giratorio sigue una trayectoria helicoidal. Excelente para roscas grandes, materiales duros, roscas cerca de la parte inferior de un agujero ciego y piezas caras donde un grifo roto desecharía la pieza. También permite ajustar con precisión el tamaño de la rosca. Puedes dejar el método a el taller en la mayoría de los casos. Señale cuándo una rosca debe pasar muy cerca del fondo de un orificio, ya que puede requerir el fresado de la rosca.
Paso 7: proteger los hilos en materiales blandos
Los hilos en aluminio y plástico se desgastan y tiran con montaje repetido. Los insertos resuelven esto.
- Los insertos de bobina helicoidal dan roscas de acero fuertes y resistentes al desgaste en aluminio
- Los insertos con bloqueo de llave soportan cargas altas y son fáciles de reemplazar
- Los insertos termofijados o a presión se adaptan a los plásticos
- Los insertos autorroscantes funcionan bien en metales más blandos y algunos plásticos
Cuando utilice insertos, el plano debe indicar el número de pieza del inserto y el tamaño final de la rosca, ya que el orificio roscado es más grande que la rosca final.
Distancia del borde y grosor de la pared
Mantenga suficiente material alrededor de los orificios roscados. Las roscas demasiado cerca de un borde pueden abultar o agrietar la pared durante el golpeteo o el apriete. Una pauta común es mantener el centro del agujero al menos aproximadamente a un diámetro del borde, y más en plásticos o secciones delgadas. Del mismo modo, deje suficiente material debajo de un agujero ciego para que la punta de perforación no se rompa ni deje un piso muy delgado.
Avellanados y chaflanes de entrada
Un pequeño chaflán o avellanado en la entrada del orificio protege la primera rosca de daños, evita rebabas elevadas y ayuda a que el tornillo arranque. Muchas tiendas añaden uno por defecto; si la superficie es una cara de sellado o debe permanecer afilada, dígalo.
Orificios pasantes versus orificios ciegos
Los orificios pasantes son más fáciles de perforar porque los chips pueden salir y los grifos pueden atravesar. Cuando el diseño lo permita, utilice orificios pasantes. Si se necesita un agujero ciego, manténgalo poco profundo y deje espacio para las virutas.
Roscas y acabado
Los recubrimientos cambian el ajuste de la rosca. El anodizado, el chapado y el recubrimiento en polvo añaden material a los flancos de la rosca. Para piezas recubiertas, enmascarar los hilos, cortarlos sobredimensionados para el recubrimiento o perseguirlos después del acabado. Indicar qué enfoque espera evita fallas en el indicador en la inspección final.
Problemas comunes y sus causas
Grifos rotos
Por lo general, son causados por roscas demasiado profundas, agujeros ciegos sin espacio para virutas o grifos muy pequeños en materiales duros. Quitar un grifo roto puede desechar la pieza, por lo que los talleres prefieren el fresado de roscas en piezas valiosas.
Roscas peladas en servicio
A menudo, el resultado de muy poco compromiso con el material blando o el montaje repetido. Los insertos o un compromiso más largo solucionan esto.
Fallas del medidor después de terminar
Recubrimiento acumulado en los flancos. Planifique el enmascaramiento o la asignación desde el principio.
Sujetadores desalineados
Roscas no perpendiculares a la cara de acoplamiento, a menudo en superficies anguladas o curvas. Añada una cara plana para que el grifo y la cabeza del tornillo queden cuadrados.
Una llamada de hilo transparente
Una buena llamada enumera el tamaño, el tono donde no es grueso, la clase, la profundidad y cualquier requisito especial:
- M6x1.0-6H, profundidad de rosca 12, profundidad de perforación 16
- 1/4-20 UNC-2B, profundidad de rosca 0.50
- M4-6H a través, mascarilla antes de anodizar
- Instale el inserto helicoidal, M5x0.8, longitud 1.5D
Evite las notas "tap through" en los agujeros ciegos y evite "full thread to bottom" a menos que realmente lo necesite y acepte el costo adicional.
Lista de verificación antes de subirla
- Tamaños de rosca comunes y paso grueso utilizados siempre que sea posible
- Profundidad de rosca alrededor de 1,5 a 2 diámetros, no más sin razón
- Profundidad de perforación más profunda que la profundidad de rosca en agujeros ciegos
- Distancia de borde y espesor de suelo suficientes
- Insertos especificados para materiales blandos o montaje frecuente
- Efectos de recubrimiento en hilos abordados
- Clase de rosca indicada si es más apretada que la estándar
Los hilos modelados como hilos cosméticos en CAD están bien, pero las notas del plano o de la cita deben enumerar la especificación del hilo, porque algunos archivos exportados pierden esa información.